Bitcoin Cash (BCH) ist schon lange aus den Schlagzeilen verschwunden, doch nun sorgt der Bitcoin Fork von 2017 wieder mit unerfreulichen Nachrichten. Am vergangenen Wochenende gab es bei Bitcoin Cash über drei Stunden keine Blöcke. Das ist im ersten Moment nichts außergewöhnliches aber kommt eher seltener vor. Zudem kann es viele verschiedene Gründe haben. Wenn es jedoch häufiger auftritt und sich nicht stabilisiert, dann könnte es einen anderen Grund für den Ausfall der Blöcke geben. Genau das passiert gerade bei Bitcoin Cash. Scheinbar nutzen Bitcoin (BTC) Miner die niedrige Hashrate bei Bitcoin Cash (BCH) aus, um in kürzester Zeit Blöcke zu finden und die Rewards in BCH zu kassieren.

Bitcoin Cash Hashrate unterliegt massiven Schwankungen

Drei Stunden lang blieben die Blöcke auf der BCH Blockchain aus. Anschließend wurden innerhalb der nächsten Stunde plötzlich 20 Blöcke gefunden. Wenn man bedenkt, dass das Ziel des selbstregelnden Systems bei 6 Blöcken pro Stunde liegt, also bei 18 Blöcken nach 3 Stunden, dann bleibt die Abweichung in dem Zeitraum relativ gering. Das ist aber kein Grund zu Sorge, solange sich die Zeit zwischen den einzelnen Blöcken wieder den 10-Minuten pro Block annähert – das tut sie aber bei Bitcoin Cash nicht. Die Schwankungen bleiben und sind nicht zufällig, sondern gewollt. Visualisiert man das Ganze, sieht das in etwa wie folgt aus:

Der Chart zeigt die gefundenen Blöcke pro Stunde für jeweils das Bitcoin als auch Bitcoin Cash Netzwerk. Auffallend sind die starken Schwankungen bei Bitcoin Cash zwischen 1 und bis zu 20 Blöcken pro Stunde. Quelle: fork.lol

Was zeigt uns die Grafik? Sie zeigt uns die Anzahl der Blöcke, die pro Stunde auf dem Bitcoin und auf der Bitcoin Cash Netzwerk gefunden werden. Orange für Bitcoin und Blau für Bitcoin Cash.


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Anpassung der Mining Difficulty bei BCH und BTC

An dieser Stelle ist es erstmal wichtig zu verstehen, wie die Anpassungen an die Hashrate in Bitcoin und Bitcoin Cash funktionieren. Ein Block soll in beiden Netzwerken 10 Minuten dauern, das heißt das wir erwarten 6 Blöcke pro Stunde zu finden. Wie „schnell“ ein Block gefunden wird hängt dabei massgeblich davon ab, wie viel Rechenleistung zur Suche einsetzen wird.

Diese Rechenleistung wird als Hashrate bezeichnet. Steigt oder fällt die bereitgestellte Hashrate, weicht die Zeit zwischen den einzelnen Blöcken ab. Das Ziel von 6 Blöcken pro Stunde wird nicht erreicht. Hier kommt die Schwierigkeit (Difficulty) bei der Suche nach dem nächsten Block dazu. Die Difficulty passt sich immer wieder an die Hashrate im Netzwerk an, um das vordefinierte 10-Minuten-Ziel zu erreichen. Dies geschieht bei Bitcoin und Bitcoin Cash unterschiedlich.

Bei Bitcoin passt sich die Difficulty alle 2 Wochen bzw. alle 2016 Blöcke an, indem der Algorithmus die tatsächlich benötigte Zeit überprüft. Bei Bitcoin Cash geschieht das nach jedem einzelnen Block und der Algorithmus überprüft die letzten 144 Blöcke. Dieser Algorithmus namens Difficulty-Adjustment-Algorithmus (DAA) wurde im November 2017, drei Monate nach dem Bitcoin Hardfork, in das BItcoin Cash Protokoll implementiert.

Zuvor lief der Algorithmus von BCH ähnlich wie Bitcoin ab. Unter der Bezeichnung Emergency Difficulty Adjustment (EDA) wurden die Anpassung auch jede 2 Wochen vorgenommen. Jedoch sorgte das, durch die viel niedrigere Hashrate als bei Bitcoin, zu einer unzureichenden Stabilität der Blockintervalle und wurde deswegen wenige Monate danach auf DAA geändert.

Anhaltende Schwankungen der BCH Blockzeit

In einer perfekten Welt, wo wir keine Miner hätten, die mit ihrer Hashrate aus dem Netzwerk gehen oder dazukommen würden, hätten wir eine Gerade bei 6 Blöcken pro Stunde. Also würden immer konstant 6 Blöcke pro Stunde entstehen.

Die oben aufgeführte Grafik weicht aber durchaus von der idealen Theorie ab. Wir sehen das während Bitcoin sich relativ konstant um den Wert von 6 immer wieder einpendelt – mal mehr, mal weniger. Dies kann viele Gründe haben, Miner die abgeschaltet wurden oder einfach Zufall. Sobald bestimmte Miner aus dem Netzwerk gehen, sollte die Abweichung konstant bleiben. Wenn also die Hashrate zB. um 10% fällt, sollte die Anzahl der Blöcke, bis zur nächsten Anpassung der Difficulty, statt bei 6 Blöcken pro Stunde eher bei 5,4 Blöcken pro Stunde liegen. Also ca. 10% weniger Blöcke pro Stunde.

In der Grafik pendelt sich Bitcoin Cash aber nicht um die 6 Blöcke pro Stunde ein, sondern schwankt zwischen 1 Block bis zu 20 Blöcken pro Stunde. Dabei sollte das Blockintervall viel weniger Schwanken und sich den 10-Minuten pro Stunde annähern, da sich die Difficulty viel häufiger an die jeweilige Hashrate anpasst als bei Bitcoin. Woher kommt also diese Ungereimtheit?

Miner nutzen das schwache Netzwerk aus

Das lässt sich auf einen ähnlichen Grund zurückführen, welcher bereits damals zum Wechsel von EDA zu DAA bei Bitcoin Cash geführt hat. Also der Algorithmus nach dem die Difficulty an die Hashrate angepasst wird. Damals, nach der Hardfork von Bitcoin Cash, nutzten einige BTC Miner die schwächere Rechenleistung im BCH Netzwerk aus.

Die größeren Miner haben ihre Hashrate im Bitcoin Cash Netzwerk rausgezogen und abgewartet, bis sich die Difficulty an die geringere Hashrate anpasst hat und Blöcke somit wieder einfacher zu finden waren. Nach der Anpassung wurden die Miner wieder eingeschaltet oder von zB. der Bitcoin Blockchain abgezogen und konnten so viel mehr Blöcke in kurzer Zeit auf dem BCH Netzwerk finden.

Genau diese Vorgehensweise können wir gerade beobachten. Jemand scheint den DAA-Algorithmus von Bitcoin Cash gezielt auszunutzen. Aber das sollte der DAA-Algorithmus eigentlich ausgleichen, wo liegt also das Problem?

Hier ein Beispiel um es zu verdeutlichen:

Es werden 3h keine Blöcke gefunden. Das kann daran liegen weil Leistung abgewandert ist oder jemand hat temporär viel Rechenleistung zur Verfügung gestellt. Da die Hashrate plötzlich stark abgenommen hat, passt sich die Difficulty dementsprechend stark an. Wichtig ist, dass wir in diesem Szenario nur einen Zeitraum von einem Tag beobachten, also 144 Blöcke. 3 Stunden ohne Block stellt also 12,5% des Zeitraumes ohne jeglichen Block dar, wo eigentlich 18 Stück sein sollten.

Der Miner, der zuvor seine Leistung abgezogen hat, stellt diese wieder zur Verfügung und kann nun viele Blöcke in deutlich kürzerer Zeit finden. Das funktioniert weil die Difficulty plötzlich sehr niedrig ist und immer noch 18 Blöcke fehlen. Diesen Leerraum füllt der große Miner dank der niedrigen Schwierigkeit aber recht zügig, zB. indem er 20 Blöcke in einer Stunde findet. Dann passt die durchschnittliche Anzahl der Blöcke auch wieder. Es werden immer noch 144 Blöcke pro Tag gefunden, allerdings nicht konstant alle 10 Minuten sondern ca. alle 200 Minuten oder 3 Minuten.

BitcoinCash Blöcke kommen geflogen
10 Bitcoin Cash Blöcke innerhalb von 34 Minuten. Quelle: bitcoin.com

Bitcoin Cash vor einer 51% Attacke oder nur weiter ausgenutzt?

Das Problem ist jedoch folgendes: in dem Szenario sind nicht alle Miner gleich. Die „ehrlichen“ Bitcoin Cash Miner investieren durchgehend Energie in das Finden von Blöcken, also auch über 3h wo nur ein Block gefunden wird. Die „unehrlichen“ Bitcoin Cash Miner hingegen investieren ihre Energie nur in den Perioden wo bis zu 19 Blöcke/h gefunden werden können. So lassen sich die Kosten der unehrlichen Miner ordentlich senken, um ein Drittel oder die Hälfte, bei der selben Anzahl an gefunden Blöcken.

Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass der „unehrliche“ Miner bzw. Angreifer nicht so stark an seinen Bitcoin Cash hängt wie die ehrlichen Miner. Er könnte also eher zum direkten Verkauf der Coins neigen. Das zeigen uns auch die Schwankungen, die ein Beweis dafür sind, dass dem Miner die Stabilität des BCH Netzwerks nicht wichtig ist.

Das zeigt uns auch die Verteilung der Hashrate der letzten 7 Tage. Dabei haben „unbekannte Miner“ mehr als 50% der gesamten Hashrate von Bitcoin Cash eingenommen. Damit steigt auch die Gefahr einer 51% Attacke, um zB. einen Double Spend durchzuführen. Zwar nutzen die Miner das wohl nur aus, um günstiger BCH zu erhalten aber die Gefahr eines echten Angriffs ist nicht auszuschließen. Es ist nicht ersichtlich, wer hinter diesen Minern genau steckt.

Bitcoin Cash Miner Hashrate
Verteilung der Bitcoin Cash Mining Pools. Quelle: coin.dance

Proof-of-Work Coins mit SHA256 können langfristig nicht neben BTC bestehen

Die Angreifer verfolgen folgende Strategie bei Bitcoin Cash: In den Zeiten der niedrigen Difficulty BCH minen und bei hoher Difficulty BTC oder was anderes minen. Während der hohen Schwierigkeit zahlen die ehrlichen Miner viel Geld für Elektrizität, um die BCH Chain nur am laufen zu halten und aus dem Tal der Tiefe zu führen. Anschließend wird sie wieder durch andere Miner in das selbe Tal wieder zurück gestürzt. Dieser Effekt macht also die Umsätze für ehrliche BCH Miner zunichte und zwingt sie nach Alternativen zu suchen oder anders ausgedrückt, macht es attraktiver für sie Bitcoin zu minen.

Das zeigt eindeutig, dass alle Proof-of-Work (PoW) Coins mit SHA256-Mining, durch die verhältnismäßig viel niedrige Hashrate als bei Bitcoin, ähnlichen Gefahren ausgesetzt sind. Jederzeit kann ein im Bitcoin Netzwerk verhältnismäßig kleiner Miner, den Großteil des Netzwerkes eines kleineren Coins einnehmen und diesen angreifen oder ausnutzen.

Warum kommt es aber jetzt verstärkt dazu? Ein Grund könnte eine Forschungsarbeit aus diesem Jahr sein, welches sich gezielt mit dem DAA-Algorithmus von Bitcoin Cash auseinander gesetzt hat. Das Dokument findest du hier zum Download.

Das verblüffende dabei ist, dass dieser Umstand sich nicht auf den Bitcoin Cash Kurs ausgewirkt hat. Ganz im Gegenteil, die Bitcoin Kurs Explosion vor wenigen Tagen, hat auch den BCH Kurs mitgezogen.

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[Bildquelle: Shutterstock]
Autor
Constantin interessierte sich Ende 2010 bereits früh für Kryptowährungen und verfolgte als einer der ersten einen Master (MSc) in Digitalen Währungen, um sich auf verwandte Bereiche wie Disruptive Innovation, Blockchain Technology and Applications, Open Financial Systems, Money and Banking zu konzentrieren. Bevor er zu KI kam, arbeitete er als Entwickler im Bereich Bitcoin Wallet und Ethereum Energy.

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